环状与蜂窝蓄热体传热与阻力特性试验研究

蓄热换热器具有结构简单、造价低、效率高等优点,在余热回收方面有着广阔的应用前景。蓄热体作为蓄热换热器的关键部分,其形状、大小及材质等各项性能参数都会对蓄热系统的余热回收效果产生重要的影响。对环状和蜂窝这两种蓄热体的传热与阻力特性进行了试验研究,通过对试验结果分析,得出了热空气进口温度和速度对蓄热体冷热空气出口温度、传热速率、温度效率、热效率及阻力损失的影响规律,并从温度效率、热效率和阻力损失几方面比较了两蓄热体的传热与阻力性能,发现在低进口速度时环状蓄热体的综合性能更好。     

翅片缩放管相变蓄热体热工特性数值模拟

蓄热式换热器是高温有机化合物废气氧化器的核心部件之一。提出了一种带有赤藓糖醇相变材料的翅片缩放管式蓄热体,并用数值模拟的方法对蓄热体蓄放热过程的热工特性进行研究,分析了翅片厚度对蓄热体传热性能的影响。模拟结果表明：翅片缩放管（翅片厚2 mm ）在蓄/放热阶段的传热速率分别比光管缩放管高13％和9％,一定条件下适度增加翅片厚度有助于提高蓄热体的蓄放热性能。所得结论为今后翅片缩放管相变蓄热体的优化设计提供了理论依据。     

重燃透平叶片真实内部冷却通道的传热特性研究

本文针对重燃叶片真实冷却通道开展传热特性研究。实验模型由前缘、中弦、尾缘三部分通道组成。前缘通道为类三角形截面带肋直通道;中弦通道为带肋蛇形通道;尾缘通道为带肋蛇形通道和相连的柱肋区域。实验在进口雷诺数为30000,40000,50000下进行,利用瞬态液晶测量技术获得通道表面的详细传热分布。结果表明：通道压力面与吸力面的结构差异使三通道的压力面的传热效果均强于吸力面;前缘通道气膜孔出流,导致通道末段传热降低明显;上游冷却单元的流动与下游冷却单元的传热关联性较高,尾缘通道第三通道横向二次流剧烈的区域,其相邻柱肋区域的传热也较高。     

印刷电路板式换热器Zigzag通道流动与传热数值模拟

印刷电路板式换热器以其高效、紧凑、耐高温、耐高压等特点,在核能、太阳能、液化天然气等清洁能源领域具有广阔的发展潜力。本文通过建立三维传热数值模型,研究了印刷电路板式换热器Zigzag通道内部冷、热流体的流动与传热基本规律,并与试验结果进行对比,验证了模型的准确性;分析了Zigzag通道角度对流体流速、温度分布的影响规律,并以(Nu/Nu0)/(f/f0)作为评价指标,对通道角度与流动条件进行耦合优化。研究表明:当Re≥250时,15°、25°的Zigzag通道综合性能优越,且15°的Zigzag通道性能最佳;而30°、45°的Zigzag通道综合性能不理想,尤其是45°的Zigzag通道,其综合性能始终低于直通道。研究结果可为印刷电路板式换热器的热力设计提供重要参考。     

基于MATLAB的高速磨削电主轴单元定子冷却管道的优化设计

针对电主轴单元定子表面的散热问题,研究了冷却管道的截面形状尺寸及管道的疏密程度对传热的影响。提出了确定冷却管道的最优截面形状尺寸及壁体厚度的优化设计方法,运用Matlab软件进行了优化计算,并用有限元软件Nastran对优化结果进行了仿真分析,得到了较为理想的温度分布,为实践中定子表面冷却管道的设计提供了理论依据。运用薄壁圆筒模型的相关理论,从管壁因承受冷却液内压力而产生的应力应变方面着手,通过定量分析壁厚的最小范围,优化设计高速主轴单元定子表面冷却管道的截面大小与形状,提高表面对流换热系数,增加换热面积,从而达到增强换热的目的。     

带凹穴渐缩型微通道传热与流动性能分析

针对电子器件的散热问题，设计了6种渐缩型微通道，并通过合理布置圆形凹穴来削减截面几何尺寸突变导致的压力损失。旨在借助凹穴结构促进微通道冷却液混合提升换热性能，以及通过优化通道几何尺寸来改善微通道的流体流速分布，从而进一步提升微通道换热性能。在高热流密度条件下，对6种带凹穴渐缩微通道和普通矩形微通道的流动换热特性进行了对比数值分析，并以泵功和热阻为评价指标来评价通道综合传热性能。结果表明：通过设置渐缩微通道凹槽及通道截面的合理分布，改善了流速的分布，使温度分布更加均匀，并且增强了其散热能力。在实验组的最优结构下，渐缩微通道热阻比普通矩形微通道降低了18.4%，综合传热性能最高提升了15.2%。     

一种测试微通道性能参数的循环换热实验系统

提出一种用来测试微通道性能参数的循环换热实验系统,介绍了组成该系统的微通道、热电模块、泵、控制检测等元器件。该系统通过检测温度、压力和流量等参数能够得到微通道的传热、摩阻参数。作为实验装置,该系统不仅有助于验证和建立微通道的传热、微流动理论,也为设计、制造微通道循环换热的应用系统提供了参考。     

变截面涡旋压缩机传热模型研究

为了详细研究变截面涡旋压缩机的性能特点,考虑到腔体工作过程中的压缩与排气,对涡旋压缩机传热的数学模型的设计及仿真计算与性能进行分析,建立基于质量守恒,能量守恒和实际气体状态方程的涡旋压缩机模型,得到了每个工作腔的传热量随曲轴转角的变化特性,分析了内传热特性和泄露对各个工作腔中温度、压力和质量的影响,进而揭示了传热、泄露特性与工作腔压力和温度变化的复杂关系。采用研制开发的变截面空气涡旋压缩机建立测试平台,并将模拟计算得到的排气温度、质量流量和轴功率与试验数据进行对比,证明该数学模型可以全面反映变截面涡旋压缩机从吸气到排气等完整过程,为制冷涡旋压缩机的性能分析和优化设计提供了理论依据。     

新型板式热交换器导流区数值模拟研究

建立了不同导流区结构的换热板片及其流道模型,并提出一种新型弧形导流区结构的换热板片及其流道,利用计算流体力学软件对流道内流体的流动和传热进行了数值模拟,分析了流道内的速度场、温度场和压力场。结果表明,新型导流区结构换热板片间的流体分布更均匀,在保持良好的传热性能情况下,压力损失明显降低。     

非圆截面小通道内R113的流动沸腾换热特性

针对非圆截面小通道流动沸腾换热研究报道较少的现状,以R113为工质,对4种不同水力直径的正方形、三角形截面小通道内的流动沸腾换热特性进行试验研究,试验参数范围：入口干度,过冷～1.0;质量流速400～ 3 300 kg/(m2?s);热流密度20～150 kW/m2,并将试验结果与相近水力直径的圆通道内流动沸腾试验结果进行了对比分析。试验结果表明：非圆小通道内饱和流动沸腾局部壁面温度与质量流速密切相关,并受热负荷与流动沸腾换热状况的影响;质量流速和壁面热负荷是非圆小通道内流动沸腾换热特性的主要影响因素;与相近水力直径的圆通道内流动沸腾试验数据对比显示,非圆截面小通道具有明显的强化传热作用。